Probing vorticity structure in heavy-ion collisions by local $Λ$ polarization
本文用多相输运（AMPT）模型研究了能区为$\sqrt{s_{\mathrm{NN}}}=7.7$-$200$ GeV的Au+Au碰撞和能区为$\sqrt{s_{\mathrm{NN}}}=2760$ GeV的Pb+Pb碰撞中的涡度场局域结构和$Λ$极化。我们着重研究了火球非均匀膨胀产生的涡量场，给出了横向涡量$\boldsymbolω_{\perp}=(ω_{x},ω_{y})$在$z$方向上的环形结构以及纵向涡量$ω_{z}$在横平面上的四极模式.因此，$Λ$超子的极化矢量$\mathbf{P}=(P_{x},P_{y},P_{z})$的三个分量表现为$\mathrm{sgn}(Y)\sinϕ_{p}$，$-\mathrm{sgn}(Y)\cosϕ_{p}$和$-\sin(2ϕ_{p})$的谐波行为，其中$ϕ_{p}$和$Y$是动量空间中的方位角和快度。这些模式的本地$Λ$偏振预计将在未来的实验中进行测试。
2018-08-01 hep-ph nucl-th
Vorticity and Particle Polarization in Relativistic Heavy-Ion Collisions
本文综述了在重离子碰撞中，特别是在3FD模型下，$Λ$和$\barΛ$超子的涡旋运动和由此产生的全局极化的研究。给出了FAIR-NICA能区中快度极化的3FD预测。3FD模拟结果表明，中快度区超子整体极化的能量依赖性是中心区涡度减小，碰撞能量增加的结果，这是由于涡度场被推向碎裂区。在高碰撞能量下，这种推出导致由两个涡环组成的奇特的涡旋结构：一个环在目标碎裂区域中，另一个环在抛射体碎裂区域中，在这两个环中物质旋转相反。
2019-10-03 hep-ph nucl-th
Polarization and Vorticity in the Quark Gluon Plasma
超相对论重核碰撞产生的夸克-胶子等离子体可以用流体力学的语言很好地描述。非中心碰撞的特征在于非常大的角动量，其在流体系统中表现为流动涡度。这种旋转结构可以导致最终从等离子体中出现的强子的自旋极化，从而为实验提供了前所未有的细节。最近，首次观测到了$Λ$超子沿碰撞角动量方向的极化。这些测量结果与基于流体动力学和输运的计算结果基本一致，并表明QGP是有史以来观测到的最具涡旋性的流体。然而，理论和观察之间仍然存在着重要的紧张关系，这可能是根本性的。在相对成熟的重离子物理领域，整体超子极化的发现和碰撞的三维模拟开辟了一个全新的研究方向。我们讨论了这一快速发展的领域的现状和未来的研究方向。
2020-03-07 hep-ph nucl-ex nucl-th
Hydrodynamic helicity polarization in relativistic heavy ion collisions
利用（3+1）维相对论粘性流体动力学模型研究了$\sqrt{s_{NN}}=200$ GeV Au+Au碰撞中的螺旋度极化.与局域自旋极化类似，我们考虑了超出全局平衡的螺旋度极化，并研究了热涡度、剪切粘性张量和流体加速度对螺旋度极化的贡献。我们发现热涡度引起的局部螺旋度极化在其他贡献中占主导地位。这也意味着在低能碰撞中，流体涡度作为热涡度的一部分对总螺旋度极化起着决定性的作用。这一发现对于通过测量螺旋度极化来探测旋转夸克-胶子等离子体中的局部涡度强度是有用的。我们的模拟证实了严格的空间反转对称性，而我们也比较我们的数值结果与近似的关系，从理想的Bjorken流。我们的研究也提供了一个基线，为未来的调查本地宇称违反通过螺旋度极化的相关性。
2022-05-02 hep-ph nucl-th
Global hyperon polarization at local thermodynamic equilibrium with vorticity, magnetic field and feed-down
在超相对论核碰撞中产生的系统被认为是一种几乎理想的液体。在非中心碰撞中，由于大的轨道动量，这样的系统可能是在实验室条件下产生的具有最高涡度的流体。从这样一个高度涡旋的流体中出现的粒子预计将被全局极化，它们的自旋平均指向系统角动量。粒子和反粒子的涡激极化是相同的，但是在这些碰撞中产生的强磁场可能导致极化的分裂。在本文中，我们概述了热方法的计算与自旋粒子的全球极化现象，我们讨论了这种现象的实验研究的细节，估计的效果馈下。本文导出了二体衰变，特别是强衰变和电磁衰变中极化转移的一般公式。我们发现，占这样的影响是至关重要的提取涡度和磁场从实验数据。
2017-05-15 hep-ph nucl-th
Kinetic approach to polarization-vorticity coupling and hydrodynamics with spin
本文将新近提出的自旋为1/2粒子的平衡Wigner函数应用于半经典动力学方程，研究了自旋极化与涡度的关系。它被发现，特别是，这样的框架并不一定意味着热涡量和自旋极化张量是相等的。随后，一个程序来制定的流体动力学框架的粒子自旋一半，基于半经典的扩展，概述。
2018-10-12 nucl-th
Quark spin - thermal vorticity alignment and the Lambda, anti-Lambda polarization in heavy-ion collisions
在重离子碰撞中观察到的$Λ$和$\overlineΛ$极化是由于夸克自旋和热涡的相互作用引起的。在这项工作中，我们报告的弛豫时间的计算需要这种对齐发生在有限的温度和重子化学势，考虑夸克与有限的质量。计算是在模拟相互作用后进行的，通过一个有效的顶点耦合的热胶子和夸克内的涡旋介质。我们表明，与无质量夸克的情况相比，夸克质量的影响是减少弛豫时间。夸克/反夸克的内禀全局极化出现，它与$Λ$ / $\barΛ$极化有关。
2020-06-15 hep-ph nucl-th
$Λ$ polarization in peripheral collisions at moderate relativistic energies
本文研究了在FAIR和NICA能量下，在向夸克-胶子等离子体跃迁的临界值以上，由相对论流涡产生的$Λ$超子的极化。先前的计算在较高的能量与较大的初始角动量，预测显着的$Λ$极化的基础上的经典涡度项的极化，而相对论的修改减少了极化，并改变了其结构的动量空间。在这里研究的较低能量，我们看到了相同的效果，即相对论修改减少了初始剪切流涡度所产生的极化。
2016-10-27 hep-ph nucl-th
Femto-cyclones and hyperon polarization in Heavy-Ion Collisions
利用夸克-胶子弦动力学模型研究了周边重离子碰撞中的涡度结构和流体动力学螺旋度场。该模型中的角动量守恒具有良好的精度。我们观察到特定的涡度场（涡面）的环形结构的形成。它们的存在反映在百分阶超子的极化中。
2015-07-16 hep-ph nucl-ex nucl-th
Vorticity and $Λ$ polarization in the microscopic transport model PACIAE
本文用微观输运模型PACIAE研究了能量为$\sqrt{S_{NN}}$ = 5- 200 GeV的非中心Au+Au碰撞中四种涡旋的行为。结果表明，在能量较低、碰撞参量较小的情况下，涡量衰减较快。重新证实了初始涡度对碰撞能量的非单调依赖性，不同涡度的转折点在10-15 GeV之间。通过引入能量密度冻结判据，再现了能量$\sqrt{S_{NN}}$ = 7.7- 200 GeV的整体$Λ$极化。
2021-10-26 hep-ph nucl-th
Vorticity in the QGP liquid and hyperon polarization at the RHIC BES energies
我们采用最先进的3+1维级联+粘性流体模型vHLLE+UrQMD计算了RHIC束流能量扫描范围为$\sqrt{s_{\rm NN}}=7.7, \dots, 200$ GeV的Au-Au碰撞中$Λ$超子的极化.我们发现$Λ$在离面方向的极化随碰撞能量的增加而显著减小。我们探讨了极化信号和热涡之间的联系，并讨论了馈下和强子再散射对所有产生的$Λ$超子的平均极化的影响。
2016-11-24 nucl-th
Vorticity and hyperon polarization at NICA energies
在考虑强子和夸克胶子自由度的部分子-强子-弦动力学模型框架下，研究了NICA能区重离子碰撞中流体涡的形成和超子极化.讨论了$\sqrt{s_{NN}}=$ 7.7GeV的Au+Au外围碰撞中的涡旋性质，并与其它模型进行了比较.对$Λ$极化的计算结果与STAR合作组的实验数据一致，但该模型不能解释观测到的高反超子$\barΛ$极化值.
2018-01-22 nucl-th
Generating spin polarization from vorticity through nonlocal collisions
利用自旋为1/2的大质量粒子的维格纳函数的运动方程，导出了玻尔兹曼方程中的碰撞项。在$\hbar$的次低阶，它包含一个非定域贡献，负责轨道到自旋角动量的转换。在适当选择的赝规范中，能量-动量张量的反对称部分完全来自于这种非定域贡献。我们表明，碰撞项消失，只有在全球平衡和自旋势，然后等于热涡。在非相对论极限下，能量-动量和自旋张量的运动方程简化为微极流体流体动力学的众所周知的形式。
2021-06-18 hep-ph nucl-th
Vorticity and Polarization in Heavy Ion Collisions: Hydrodynamic Models
流体动力学方法是模拟相对论性重离子碰撞集体动力学的主要方法。该方法已成功地描述了重离子碰撞中强子动量分布的各种特征，如$p_T$谱、流系数$v_n$等，因此，对重离子碰撞中$Λ$超子极化现象的描述必须纳入流体动力学方法.本章一开始，我们先介绍相对论性流体动力学中涡量的不同定义。在此基础上，我们给出了自旋为1/2的费米子在相对论流体中的极化率的一个推导。后者直接用于计算用流体动力学描述的热稠密介质中产生的$Λ$超子的自旋极化。然后回顾了相对论重离子碰撞中不同流体动力学模型中$Λ$超子的全局或局部极化的现有计算。我们特别侧重于解释的碰撞能量依赖的全球$Λ$极化从不同的流体动力学模型，在光束方向的极化分量，以及对原产地的全球和当地的$Λ$极化。
2021-01-13 nucl-ex nucl-th
Global $Λ$ hyperon polarization in low-energy heavy ion collisions -- a scenario without vorticity
Stony Brook University（石溪大学）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
提出重离子碰撞中$\Lambda$超子全局极化与无极化碰撞系统中长期存在的横向极化之间的直接联系，通过定向流驱动的$\Lambda$产生平面与反应平面对齐，将横向极化转化为全局极化信号。
2026-07-03 hep-ex hep-ph nucl-ex
Polarization Rotation of Chiral Fermions in Vortical Fluid
光与手征物质相互作用时会发生偏振旋转。它要求具有相反手性的光态与材料发生不同的相互作用。利用手征动力学理论证明了手征费米子与具有涡度的量子电动力学等离子体相互作用中也存在类似的极化旋转。我们发现极化的旋转既垂直于涡度，也垂直于费米子动量。在具有涡度的量子色动力学等离子体中，手征费米子也存在这种效应。当探测费米子具有动量各向异性时，会导致矢量流的产生。
2021-06-02 cond-mat.mes-hall hep-ph nucl-th
Thermodynamic versus kinetic approach to polarization-vorticity coupling
我们严格比较热力学和动力学的方法，最近已被用来研究自旋极化和流体涡度的自旋半粒子组成的系统之间的关系。热力学方法是指全球热平衡与刚性旋转的一般性质，并证明了自旋极化和热涡张量是相等的。另一方面，动力学方法使用维格纳函数及其半经典展开的概念。在迄今为止所做的大部分工作中，维格纳函数满足碰撞项为零的动力学方程。我们表明，这种假设限制了这种框架的适用性显着，在文献中发现的许多索赔，不允许得出任何结论之间的关系的热涡度和自旋极化张量，除了事实上，这两个应该是恒定的全球平衡。我们进一步展示了如何使用包括自旋自由度的动力学理论方程来制定自旋粒子的流体动力学框架。我们分别从de~Groot，van~Leeuwen和van~Weert的公式和正则形式主义出发定义流体动力学方程。在前一种情况下，能量-动量张量是对称的，自旋张量是守恒的，而在后一种情况下，能量-动量张量是不对称的，自旋张量是不守恒的。然而，在这两种情况下，总角动量总是守恒的。有趣的是，这两种方法是由伪规范变换，我们明确定义。
2018-08-23 hep-ph nucl-th
Longitudinal spin polarization in a thermal model
本文用单冻结的热模型研究了热旋转强子介质中发射的$Λ$超子的纵向极化。我们认为顶部RHIC能量和使用的模型参数确定在前面的分析粒子谱和椭圆流。使用自旋极化张量和热涡度之间的直接连接，我们重现早期的结果表明四极结构的极化三矢量的纵向分量与实验中发现的相反的符号。我们进一步只使用实验室系统中的热涡度的空间分量来定义极化，并表明这导致了四极结构的正确符号和大小。这一过程类似于其他工作中采用的偏振三矢量和涡量之间的非相对论联系。总的来说，我们的结果进一步证明了重离子碰撞中的自旋极化动力学可能与热涡度没有直接关系。额外的材料解释了在热模型中流体速度和温度的流体动力学一致梯度的构造，并借助于完美流体运动方程。
2019-07-05 hep-ph nucl-th
Spin polarization in heavy-ion collisions induced by thermal vorticity and thermal shear
该研究利用局域热力学平衡流体的统计量子场论，建立费米子平均自旋与热涡度、热剪切等流体动力学量的关联，指出自旋可作为研究QCD性质的新工具。
2024-05-15 nucl-th
Study of Lambda polarization at RHIC BES and LHC energies
在相对论重离子碰撞的流体动力学研究中，流体动力学介质中产生的非零自旋强子通过自旋-涡度热力学耦合机制获得极化。控制极化的流体力学量是热涡度，即四温场梯度的反对称部分的负值。基于这一机制，在RHIC束流能量扫描能量范围内，对非中心重离子碰撞的流体动力学和非流体动力学模型进行了计算，结果表明产生的$Λ$超子的极化量从几倍到几个千分之一不等，并随碰撞能量的增加而减小。本文将我们现有的UrQMD+vHLLE模型中的整体$Λ$极化计算推广到RHIC和LHC全能量，并讨论了沿束流方向的极化分量，这在高能时是主要的.
2017-10-26 hep-ph nucl-ex nucl-th
Fluid Dynamics Study of the $Λ$ Polarization for Au+Au Collisions at $\sqrt{s_{NN}}=200$ GeV
采用Yang-Mills场、分层剪切流初态和高分辨率的（3+1）维粒子胞内相对论（Particle-in-Cell，PICR）流体动力学模型，计算了RHIC能量为$\sqrt{S_{NN}}=200$ GeV的Au+Au外围碰撞的$Λ$极化.在我们的模型中得到的纵向极化与实验特征和横向动量面上的四极结构一致。结果发现，相对论修正（第二项），所产生的膨胀和热涡的时间分量，在我们的结果中起着至关重要的作用。这一项改变了签名，并超过了第一项，由经典涡量产生。最后，在我们的模型中的全球极化没有表现出显着的依赖于快度，这与实验数据相一致。第二项取代了经典涡度（第一项）的尖峰。
2019-07-01 hep-ph nucl-th
Suppression of thermal vorticity as an indicator of QCD critical point
研究QCD临界点对粘性QGP中Λ超子自旋极化的影响，发现热涡度导致的全局极化显著降低，且快度依赖性剧变可作为临界点信号。
2022-11-30 hep-ex hep-ph nucl-th
Shear-induced spin polarization in heavy-ion collisions
我们研究了由流体动力学梯度产生的自旋极化。除了广泛研究的热涡效应，我们确定了一个未被发现的流体剪切的贡献。这种剪切诱导极化（SIP）可以被看作是弹性和弹性材料中观察到的应变诱导极化的流体模拟。利用量子动力学方程和线性响应理论，得到了SIP的显式表达式。基于一个真实的流体动力学模型，我们计算了$\sqrt{s_{NN}}=200$ GeV非中心重离子碰撞中沿束流方向$\hat{z}$和面外方向$\hat{y}$的微分自旋极化，包括SIP效应和热涡效应.我们发现SIP的贡献总是表现出相同的方位角的依赖性实验数据和热涡效应的竞争。在$Λ$继承和记忆奇异夸克自旋极化的情况下，SIP赢得了竞争，得到的方位角相关自旋极化$P_y$和$P_z$与实验结果定性一致.
2021-03-18 hep-ph nucl-th
$f_2(1270)\toπ+π$ as a probe of spin and vorticity in heavy-ion collisions
Yonsei University（延世大学）；Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica “Gleb Wataghin”（坎皮纳斯州立大学，格列布·瓦塔金物理研究所）；Pusan National University（釜山国立大学）
通过研究$f_2(1270)\ oπ+π$过程中的π子分布，探测重离子碰撞中自旋与涡度的关系，利用拉格朗日量和旋量形式主义进行计算并验证结果一致性。
2026-01-30 nucl-ex nucl-th
Lambda polarization in heavy ion collisions: from RHIC BES to LHC energies
RHIC的STAR合作最近测量了RHIC束能量扫描（BES）计划中非中心重离子碰撞中$Λ$超子的极化。发现极化的幅度从最低BES能量下的几个常数降低到最高RHIC能量下的$\approx0.2$ %。在不同的流体动力学计算中，假设在库珀-弗莱超曲面的热力学自旋-涡度耦合机制的偏振信号已被再现。在这项工作中，我们现有的计算的$Λ$极化的RHIC BES计划的顶部RHIC和2.76 TeV的LHC能量的扩展。讨论了在LHC能量下极化的主要分量--$Λ$极化的纵向分量。最后我们指出，当$Λ$从流体中产生时，$Λ$的全局极化主要来源于经典涡度的相对论模拟，而四极纵向分量则来源于介质的温度梯度和加速度梯度.
2018-11-01 hep-ph nucl-ex nucl-th
Global $Λ$ polarization in heavy-ion collisions from a transport model
$Λ$和$\barΛ$超子的极化是通过自旋-涡度耦合和自旋-磁耦合来提取强耦合夸克-胶子等离子体离子体流体涡度和偏心重离子碰撞产生的磁场大小的重要量。利用多相输运模型计算了能量范围为$\sqrt{s_{NN}}=7.7-200$ GeV的偏离中心的Au+Au碰撞中全局$Λ$极化的能量依赖性。两个不同的碰撞参量观测到的偏振同意定量与最近的STAR测量。将整体$Λ$极化的能量依赖性分解为强子化时的$Λ$分布和流体涡度场的时空分布的能量依赖性。$Λ$分布和流体涡度场的可视化显示，在较高的碰撞能量下，倾斜较小，这表明在较高的碰撞能量下，较小的全球极化是由中快度下较小的角动量沉积引起的。
2017-11-06 nucl-th
Global polarization of $Λ$ hyperons in hot QCD matter at TeV energies
Indian Institute of Technology Indore（印度理工学院印多尔分校）
研究Λ超子的自旋极化，探讨热QCD物质的角动量和涡旋结构，通过二阶相对论粘性流体动力学框架分析热涡旋和磁场的影响，与ALICE实验数据对比，揭示QCD物质的涡旋结构。
2026-04-15 hep-ex hep-ph hep-th
Is Hyperon Polarization in Relativistic Heavy Ion Collisions Connected to Axial U(1) Symmetry Breaking at High Temperature?
相对论重离子对撞机（RHIC）的实验测量了$Λ$和$\barΛ$超子的净极化，并将其归因于它们的自旋与重离子碰撞中产生的流体涡度之间的耦合，但自旋如何与涡度达到平衡仍是一个悬而未决的问题。最近我们发现，在夸克-胶子等离子体中，通过微扰QCD过程，奇异夸克的涡度涨落和螺旋度翻转导致平衡时间过长，这是不相关的。在这里我们考虑Nambu-Jona-Lasinio模型，其中包含了六夸克Kobayashi-Maskawa-'tHooft相互作用，它破坏了轴U（1）。使用瞬子启发模型的轴对称破缺的温度依赖性，我们发现，组成奇怪的夸克可以达到自旋平衡的温度低于约170兆电子伏，就在他们强子化形成超子。
2019-10-24 hep-ph nucl-th
Global $Λ$ polarization in heavy-ion collisions at energies 2.4--7.7 GeV: Effect of Meson-Field Interaction
基于三流体模型，计算了2.4 $\leq\sqrt{s_{NN}}\leq$ 7.7 GeV的Au+Au碰撞中的整体$Λ$极化，包括其快度和中心度的依赖性.考虑了热涡度项和介子场项（由Csernai，Kapusta和Welle提出）对全球极化的贡献。结果进行了比较，从最近和正在进行的STAR和HADES实验的数据。据预测，极化最大值达到$\sqrt{s_{NN}}\approx$ 3 GeV，如果测量进行相同的验收。极化的值对上述贡献的相互作用非常敏感。特别是，热涡导致中快度到前向/后向快度的极化显著增加，而介子场的贡献则显著减弱了快度依赖性.极化对状态方程的细节非常敏感。虽然碰撞动力学随着碰撞能量的降低而变得不那么平衡，但是目前的极化方法是基于热平衡的假设。结果发现，在冻结阶段达到平衡，但这种平衡需要更长的时间在适度的相对论能量。
2022-04-01 hep-ph nucl-ex nucl-th
Vortical fluid and $Λ$ spin correlations in high-energy heavy-ion collisions
由于自旋-涡度耦合，费米子在涡旋流体中变得极化。在量子动力学理论中，自旋极化密度与梯度展开的次领先阶的局部流体涡度成比例。因此，两个$Λ$超子的自旋关联可以揭示高能重离子碰撞中致密物质的涡旋结构。本文采用多相输运（AMPT）模型中的逐事件脉动初始条件的（3+1）维粘性流体动力学模型，计算了涡量分布和$Λ$自旋关联。横向自旋的方位角相关性被示出为具有余弦形式加上由于围绕束方向和全局自旋极化的横向涡度的圆形结构的偏移。纵向自旋关联表明，由于径向热点的对流，在横向平面上存在涡旋配对结构。研究了碰撞能量、快度、中心性和剪切粘度敏感性对系统的影响。
2016-05-13 hep-ph nucl-ex nucl-th
Probing vorticity in heavy ion collision with dilepton production
研究了自旋-涡度耦合下重离子碰撞中涡度对热夸克-胶子等离子体温度演化的影响。初始的全球旋转需要一个非平凡的依赖的纵向流速的横向坐标，也开发了一个横向速度分量，取决于纵向坐标。这两个速度导致火球的2+1维膨胀。据观察，有限的涡和自旋极化的火球冷却速度比没有涡的情况下。此外，我们还讨论了这对热双轻子产生的影响。
2019-07-05 hep-ph nucl-th
Initial-state control of vorticity--shear competition in longitudinal $Λ$ polarization in Pb--Pb collisions at $\sqrt{s_{\mathrm{NN}}}=5.36\,\mathrm{TeV}$
School of Mathematics and Physics, China University of Geosciences (Wuhan)（中国地质大学（武汉）数学与物理学院）
本研究通过理想流体动力学模拟，发现初始能量密度分布可调控纵向Λ极化的涡度-剪切竞争，并解释了ALICE观测到的正谐波。
2026-09-22 hep-ph nucl-th
Probing vortical structures in heavy-ion collisions at RHIC-BES energies through helicity polarization
本文利用CLVisc流体力学与SMASH初始条件研究RHIC-BES能区Λ超子螺旋度极化，发现中低能下动涡量贡献主导，为实验探测局域涡旋精细结构提供理论预测。
2023-04-18 hep-ph nucl-th
Effect of thermal shear on longitudinal spin polarization in a thermal model
通过引入最近引入的热剪切项，我们利用单冻结热模型确定了热旋转强子介质中发射的$Λ$超子的纵向极化.在我们的分析中，我们考虑RHIC顶部的能量和使用的模型参数，这是在早期的粒子谱和椭圆流的分析确定。我们确认，与以前的计算只使用热涡，热剪切项单独导致正确的符号的四极结构的偏振三矢量的纵向分量在实验中测量。然而，我们发现热剪切和涡量项之间几乎完全抵消，这最终导致与数据的不一致。为了澄清速度和温度梯度项所起的作用，我们提出了一个系统的分析不同的纵向极化的贡献。
2021-12-06 hep-ph nucl-th
Anomalous chiral transports and spin polarization in heavy-ion collisions
相对论性重离子碰撞产生热的夸克-胶子等离子体以及非常强的电磁（EM）和流体涡旋场。强电磁场和涡旋可以诱导出手征磁、手征分离、手征电分离、手征涡旋效应以及强子的自旋极化等有趣的宏观量子现象。这些现象为我们研究量子色动力学的非平凡拓扑扇区、高温强相互作用可能的宇称破缺以及夸克-胶子等离子体的亚原子自旋电子学提供了实验上可行的手段。这些研究，无论是在理论上还是在实验上，都与物理学的其他子领域如凝聚态物理、天体物理学和冷原子物理学有着密切的联系，从而形成了一个新兴的跨学科研究领域。本文介绍了电磁场和涡度在重离子碰撞中引起的上述现象及其实验研究现状。我们也简要地讨论自旋流体力学以及手征和自旋动力学理论。
2020-05-23 hep-ph nucl-ex nucl-th
Polarization phenomenon in heavy-ion collisions
本文综述重离子碰撞中涡度诱导粒子极化的实验进展，比较测量与理论计算，并讨论实验方法、探测器修正及未来测量对开放理论问题的意义。
2024-04-17 hep-ph nucl-ex nucl-th
Exact spin polarization of massive and massless particles in relativistic fluids at global equilibrium
本研究拓展了相对论流体中粒子自旋极化的线性阶表达式，通过解析延拓与级数求和得到任意自旋、有质量及无质量自由粒子的精确自旋极化形式，并探讨了其在相对论重离子碰撞Λ超子极化中的现象学意义。
2023-06-15 hep-ph hep-th nucl-th
Vorticity in heavy-ion collisions at the JINR Nuclotron-based Ion Collider fAcility
本文研究了在杜布纳联合核研究所（JINR）的基于核子加速器的离子对撞机（NICA）上进行的非中心重离子碰撞中产生的物质涡度。在三流体动力学（3FD）的模型内进行模拟，该模型再现了在这些能量下的大部分可观测量。与先前的计算进行了比较。定性分析了涡度演变的模式。结果表明，涡量主要分布在参赛者与观众的交界处。特别地，这意味着相对$Λ$ -超子极化在快度碎裂区比在中快度区更强。
2017-05-25 hep-ph nucl-th
Hyperon polarization in Heavy-Ion Collisions and gravity-related anomaly
研究了外围$Au-Au$碰撞中$Λ$超子的整体极化的能量依赖性。我们将夸克-胶子弦模型框架下的涡度和奇异化学势的计算与轴向涡效应的反常机制结合起来。较早发现的螺旋度分离效应意味着纵向涡度的四极结构。我们特别注意的温度依赖的重力异常的贡献，并发现初步RHIC数据是相容的，其抑制发现在晶格计算。反超子的极化超过超子的极化，并且这种差异在较小的能量下更加明显。
2017-12-15 hep-lat hep-ph nucl-th
Spin polarization of heavy quarks in matter: predictions from effective field theories
本研究利用两种有效场论分析LHC重离子碰撞中重夸克自旋极化，发现仅需一个与涡度相关的自由参数即可预测小到中等p_T区间的极化结果，且粲夸克与底夸克的该参数差异不大。
2023-07-23 hep-ex hep-ph nucl-ex
Evolution of $Λ$ polarization in the hadronic phase of heavy-ion collisions
利用AMPT + MUSIC+UrQMD混合模型，研究了$\sqrt{s_{NN}}=19.6$ GeV下Au+Au碰撞强子相中$Λ$超子的整体和局域自旋极化随自旋自由度冻结温度的变化.同时考虑强子物质的热涡和热剪切的贡献，我们发现，随着自旋冻结温度从强子化温度160 MeV下降到动力学冻结温度110 MeV，由热涡引起的$Λ$超子的整体和局部自旋极化都减小了1/2，而由于热剪切引起的辐射则迅速减小，在140 MeV时变得小得可以忽略。我们的研究结果表明理解相对论性重离子碰撞中强子阶段自旋自由度的动力学演化的重要性。
2021-12-30 hep-ph nucl-th
Estimating Longitudinal Polarization of $Λ$ and $\barΛ$ Hyperons at Relativistic Energies using Hydrodynamic and Transport models
本研究利用流体动力学和输运模型，推导了纵向平均自旋向量与各向异性流系数的关联，探讨了重离子碰撞中Λ超子的纵向自旋极化对方位角、中心度和横动量的依赖性，预测了极化最大值出现的条件，支持了热介质的存在。
2025-05-29 hep-ex hep-ph nucl-ex
Local Spin Polarization in Anisotropic Gubser Flow: Suppression Mechanism and Formulation Dependence
The University of Tokyo（东京大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院近代物理研究所）
本文通过解析研究相对论重离子碰撞中的纵向自旋极化，揭示了热涡度与热剪切对自旋极化的抵消机制，以及参考单位矢量的选择会影响自旋极化符号的公式依赖性。
2026-08-05 hep-ph nucl-th
Vortex rings in fragmentation regions in heavy-ion collisions at $\sqrt{s_{NN}}=$ 39 GeV
研究了能量为$\sqrt{s_{NN}}=$ 39 GeV的重离子碰撞中产生的涡旋。在三流体动力学的模型内进行模拟。发现了一种由两个涡环组成的特殊结构：一个涡环位于靶区，另一个涡环位于弹丸区。这些环也是在中心碰撞中形成的。在这两个环中物质的旋转方向是相反的。这些涡环在碰撞的早期阶段已经与原始碎裂区一起形成。平均涡度，负责观测到的$Λ$和$\barΛ$的全球偏振，也进行了研究。在半中心碰撞中，中快度区的平均涡度比总涡度低一个数量级以上。总涡量主要由碎裂区的贡献决定，是由于非中心碰撞中涡环的不对称性而产生的。这表明，在半中心碰撞的全球极化的碎片区域应至少比在midrapidity的STAR合作观察到的数量级更高。这种极化在反应平面中应该是不对称的，并且与相应的定向流动相关。
2018-05-03 hep-ph nucl-th
Probing Rotational Dynamics of Quark Gluon Plasma via Global Vorticity
Indian Institute of Technology Indore（印度理工学院印多尔分校）
该研究通过从强子横向动量谱提取量化全局涡度场，利用Au+Au和Pb+Pb碰撞多能量及中心度数据，研究自旋 - 涡度耦合，发现涡度大小与理论相符，且对粒子种类、碰撞中心度和束流能量有依赖性，为QCD物质旋转性质提供新约束。
2026-07-10 hep-ex hep-ph hep-th
$Λ$ and $\overlineΛ$ Freeze-Out Distributions and Global Polarizations in Au+Au Collisions
该研究利用PHSD输运模型结合流化与涡度计算，解释Au+Au碰撞中$Λ$和$\overlineΛ$整体极化的能量及中心度依赖，并与STAR数据比较。
2023-04-21 nucl-ex nucl-th
Reexamination of local spin polarization beyond global equilibrium in relativistic heavy ion collisions
我们在相对论流体力学模型中研究了局域自旋极化。推广了Y. Hidaka et al. [Phys. Rev. D 97，016004（2018）]对于大质量情况，我们提出了热涡度、剪切粘性张量、与温度和化学电势梯度相关的其他项以及电磁场对局部自旋极化的可能贡献，其数量级可达$\hbar$。然后，我们采用与其他研究不同的状态方程，利用（3+1）维粘性流体动力学模型，研究了这些具有小化学势且不考虑电磁场的源的自旋极化。虽然剪切修正单独对本地偏振的结果在一个符号和方位角的依赖性更符合实验观察，也发现在其他最近的研究，它主要是抑制的贡献，从热涡和其他条款，产生相反的趋势。结果表明，自旋极化率对物态方程、剪切粘滞系数与熵密度之比以及冻结温度都很敏感。
2021-12-24 hep-ph nucl-th
Relaxation time for quark spin and thermal vorticity alignment in heavy-ion collisions
计算了有限温度和夸克化学势下夸克-胶子等离子体中夸克/反夸克自旋和热涡度排列的弛豫时间。我们模型的夸克/反夸克自旋与热涡的相互作用驱动的基本夸克与胶子相互作用的唯象修改。我们发现，在一个场景中的角速度的夸克-胶子等离子体体产生的周边重离子碰撞是小的，夸克/反夸克需要很长的时间来调整他们的自旋与涡度。然而，当在反应中产生的角速度大时，对准是有效的并且在反应中产生的系统的寿命内。反夸克的弛豫时间较大，这表明在强子化过程中保持这种排列时，强子和反强子的极化是不同的。
2019-12-20 hep-ph nucl-th
Exact Polarization of Particles of Any Spin at Global Equilibrium
针对夸克-胶子等离子体中Λ粒子极化计算仅含热涡度线性项的局限，本文给出全局平衡下任意自旋有质量粒子的全阶精确解析结果，并扩展至局部平衡及3+1流体模拟评估。
2023-12-08 hep-th nucl-th
Azimuthal angle dependence of the longitudinal spin polarization in relativistic heavy ion collisions
用手征动力学方法研究了非中心相对论重离子碰撞中夸克自旋极化在纵向束流方向上的方位角依赖性。与基于自旋自由度热平衡假设的夸克自旋极化总是指向局域涡度场方向的模型预测相反，我们发现由于涡度场横向分量的影响，夸克自旋极化和局域涡度场方向可以相反，这将导致产生物质中轴向电荷的重新分布.我们的发现与最近在相对论重离子对撞机（RHIC）STAR合作组的实验中测量到的$Λ$超子的纵向自旋极化的方位角依赖性是一致的。
2018-10-24 nucl-th
Initial-state-driven spin correlations in high-energy nuclear collisions
本文针对重离子碰撞自旋极化研究中末态效应的传统假设，提出初始态核子碰撞产生横向自旋密度诱导火球净极化的新机制，估计Λ重子净极化在中心/非中心碰撞中达1%/超10%，并设计双粒子关联观测量，其发现将推动核结构与相对论流体力学自旋研究。
2025-02-18 hep-ex hep-ph nucl-ex
Different space-time freeze-out picture -- an explanation of different $Λ$ and $\barΛ$ polarization?
用UrQMD输运模型计算了能量为$7.7 \leq \sqrt{s} \leq 62.4$ GeV的非中心Au+Au碰撞中的热涡.通过对$Λ$超子和$\barΛ$超子的相互作用点的追踪，将提取的热重介质的体特征拟合到理想强子气体的统计模型中，得到了超子发射时的温度和化学势。然后计算了两个超子的极化。$Λ$和$\barΛ$的极化随着核碰撞能量的降低而增加。$\barΛ$的较强极化是由$Λ$和$\barΛ$的不同时空分布以及两种超子的不同冻结条件所解释的。
2020-03-02 hep-ph nucl-ex nucl-th
Estimates of hyperon polarization in heavy-ion collisions at collision energies $\sqrt{s_{NN}}=$ 4--40 GeV
本文在理论方法的范围内研究了碰撞能量为$\sqrt{s_{NN}}=$ 4-40 GeV的Au+Au碰撞中$Λ$和$\barΛ$超子在中快度区的整体极化和总极化，即在所有快度上平均的极化.在三流体动力学（3FD）模型内模拟相关的涡量。结果发现，全球中快度极化的粗略估计相当令人满意地再现实验STAR数据的极化，特别是其碰撞能量的依赖。总极化率随碰撞能量的增加而增加，而中快度极化率随碰撞能量的增加而减小。这表明，在高碰撞能量的极化达到高值的碎片区域。
2019-07-14 hep-ph nucl-ex nucl-th
Revisit spin effects induced by thermal vorticity
本文直接从自旋依赖分布函数重算热涡度诱导的自旋效应，给出自旋1/2粒子一阶极化并与自旋矢量结果比较，发现自旋1粒子一阶无自旋排列，二阶有贡献，且自旋方向与动量关联时存在额外贡献。
2023-11-16 hep-ph hep-th nucl-th
